LR560XCKJRD雷达料位计质量好的
固体散料测量的技术突破
低介电常数(ε<2)粉料测量是行业难题,80GHz雷达传感器通过增强发射功率(<20mW)和窄波束(<4°)提升信号反射率。某电厂粉煤灰仓实测显示,传统26GHz雷达回波强度仅-90dBm,而80GHz型号达-65dBm。粉尘环境需配备0.3MPa压缩空气吹扫装置,防止天线积灰。最新多目标识别算法可区分下落物料与料位面,动态测量误差控制在0.5%FS以内。料仓倾斜时,三维建模技术能自动补偿斜面导致的测量偏差。
概述
蒸汽汽包是石油化工,发电等工业过程中的重要设备,保持液位稳定是汽包运行的重要条件。带气象补偿的导波雷达液位计克服了差压液位计,浮筒液位计,电接点液位计的缺点,维护量小,测量准确。
汽包液位测量的现状
目前,从汽包液位测量的基本原来来看,广泛使用的主要是基于连通器式和压差式两种原理。汽包液位测量的仪表主要有差压液位计,浮筒液位计和导波雷达液位计等仪表。
1. 差压汽包液位计。差压式汽包液位计测量原理是通过吧液位高度的变化转化成差压的变化来测量液位计,这种转换是通过平衡容器形成残币水柱实现的,其准确测量液位计的关键是液位与差压之间的准确转换。差压汽包液位计的有点事精度和稳定性高,运行中故障率低,维护量小,但这种测量方式的误差与汽包压力和参比水煮温度有关,需要进行汽包夜里校准,且补偿计算复杂,此外还应考虑平衡容器温度变化造成的影响。
2. 浮筒液位计。浮筒液位计是基于浮力原理工作的。当液位计在0位时,扭力管受到浮筒中立产生的扭力矩大,扭力管转角处于0°。当液位逐渐上升至高时,扭力管受到浮力产生扭力矩,转过一个角度,变送器将该角度转换成4~20MA直流信号,该信号正比于被测量液位。这种测量方式介质的密度变化会对测量精度造成影响,受到机械振动也会造成读数不准确。
3. 电接点液位计。电接点液位计属于连通管液位计,原理是利用在锅炉水肿的电对筒体阻抗小而在蒸汽中的电对筒体的阻抗大的特性来测量液位。高压锅炉的锅炉水电导率一般要比饱和蒸汽的电导率大数万到数十万倍,因而电接点街违纪指示值受气包压力变化的影响较小,能方便的远传液位信号。但是有取样传感器性差,电机机械密封易泄露,电使用寿命短,指示不连续,维护量大的缺点。
综上所述,由于汽包液位测量对象的复杂性,实际运行中的不确定因素和较大的测量误差,导致汽包液位计的测量常有较大的偏差。导波雷达液位计测量是一种的测量技术,克服了差压式,浮筒式,电接点等液位测量仪表的缺点,满足汽包液位测量的需求。
导波雷达液位计测量原理及特点
1. 测量原理。导波雷达液位计是依据反射原理为基础的雷达液位计,电磁脉冲信号以光速沿钢缆传播,当遇到被测介质时,雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置,发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比,经计算得出液位高度。
2. 特点。导波雷达液位计的优点是信号稳定,测量不受液体密度和电气特性影响,测量,测量与调校方便,安装成本低且维护方便。
3. 导波雷达液位计的选型及安装要求
选型。导波雷达液位计是靠传感器发射电磁波,因此传感器的选择是导波雷达液位计选型的重要部分。导波雷达液位计的传感器有杆式,揽式和同轴式三种类型。通常选用杆式传感器。当测量范围较大时,由于运输和安装不变,建议采用揽式传感器。
安装。导波雷达液位计的安装需考虑安装要求,容器特性和过程连接等因素。主要安装方式有以下两种:顶装或者侧装。
导波雷达液位计两种安装方式安装时应注意:安装时要导波雷达与关闭需要由适当的距离;避免仪表传感器下方有明显障碍物,阻碍雷达波顺利达到被测介质表面;不要将导波杆安装在进料口附近;传感器与设备底部要有一定距离,不能接触到罐底。
4. 气相补偿技术(GPC)。在高温高压条件下,电磁波信号在介质上方的蒸汽中的传播速度会降低,此时雷达测量的液位值将减小。选用带气相补偿的导波雷达,通过气相补偿功能队测量值进行补偿,可以得到一个准确的实际液位值。
导波雷达液位计在汽包液位计测量案例
在某锅炉装置的汽包上,汽包是产汽系统的主要部分,利用转化炉烟气段的高温热量和炉出口转化气高温余热,产出10.5MPA高压蒸汽,一部分作为工艺上的配汽参与反应,另一部分外送至高压蒸汽管网,实现设能的综合利用,提高装置的运行效率。由于汽包对于锅炉装置的重要性,测量汽包液位先后共使用了三种测量仪表:差压式液位计,普通导波雷达液位计,带GPC功能导波雷达液位计。由下图可知,通过实际测量,在高温时,普通导波雷达误差高达18%,带GPC时,测量误差仅为2%,带GPC功能导波雷达液位计在高温下测量数据比较稳定,真实。
三种仪表测量数据比较
总结
带GPC功能导波雷达液位计在测量高温高压的环境中,各项性能明显优于其他类型的液位计,不受工艺条件的线制,维护量小,性能。是在汽包液位测量的不二之选。
导波雷达液位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达液位计,采用高频振荡器作为电磁脉冲发生体,发射电磁脉冲,沿导波缆或导波杆向下传播,当遇到被测介质表面时,雷达液位计的部分电磁脉冲被反射回来,形成回波。并沿相同路径返回到脉冲发射装置,通过测量发射波与反射波的运行时间,经 t=2d/c 公式,计算得出液位高度。
根据图(a)所示,导波雷达液位计发射电磁脉冲时,在通过导波缆顶部的时候,由于距发射端较近,会产生一个虚假回波,可通过滤除虚假回波,来消除干扰。电磁脉冲沿导波缆向下传播时,当信号到达被测介质表面时,回波一部分会被反射,并在回波曲线上产生一个阶跃性变化。另外一部分信号仍然会继续向下传播,直到损耗在不断发射中。液位计通过检测出液位回波和顶部发射回波之间的时间差,根据这个时间差,经过智能化信号处理器,进行计算就可以得到液位的高度。
从图(b)可以看出,在空罐的时候,没有液位就不会检测到液位回波信号,但是顶部虚假回波同样会存在,电磁脉冲传输到导波缆的底部,罐底会产生一个回波。假如罐体内有两种不相溶的介质,由于密度不同,两种介质会分为上下两层。如果且这两种介质的介电常数相差大,那么就可以通过回波信号的不同来判断两种介质的界面,进而计算出两种介质的高度以及界面的高度。由于电磁脉冲是通过导波缆向下传播,信号衰减比较小,因而可以测量低介电常数的介质。一般情况下被测介质的相对介电常数越大,反射回来的脉冲信号就越强。也就更容易区分出虚假回波。更容易得到真实液位。比如水比甲醇更容易测量。
介质的相对介电常数是表征介质化的一个物理量,它是由介质本身的属性决定的。因此,介质不同,相对介电常数也不同。被测介质的介电常数大小直接影响高频脉冲信号的反射率。当电磁脉冲到达介质表面时,电磁波会发生反射和折射。相对介电常数越大,则反射的损耗越小,相反相对介电常数越小,则发射的损耗越大,信号衰减的越严重。当被测介质的电导率大于10mS/cm,则会反射回来,即回波信号越强。由于过小的相对介电常数会导致信号度衰减。因而每一种导波雷达液位计都具有一项小相对介电常数,确保雷达液位计能够正常使用。不同公司的导波雷达液位计在结构设计上不同,对小相对介电常数的要求也不同。
应用:高温环境测量块料或颗粒
测量范围:30米
过程连接:法兰
介质温度:-40~500℃
过程压力:常压
精 度:±5mm
重 复 性:±2mm
频率范围:26GHz
防爆等级:Exd ⅡC T4 Gb
防护等级:IP67
信号输出:4~20mA/HART( 两线/四线 )/RS485/Modbus
安装
< 安装前的准备
请注意以下事项,以确保仪表能正确安装:
请预留的安装空间。
请避免强烈震动的安装场合。
为确保、便利及地安装本仪表,请遵循以下安装指导!
< 安装指导
< 典型的错误安装:
当罐中有障碍物影响测量时,要加装反射板才能正常测量。
注:① 正确 ② 错误
导波管中测量
发射的微波波束所辐射区域内有障碍物,如:人梯、限位开关,加热设备、支架等会造成干扰,导致测量错误。若受影响需要加导波管进行测量。
电气连接
< 供电电压
(4~20)mA/HHART(两线制) 供电电源和输出电流信号共用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。对于本安型须在供电电源与仪表之间加一个栅。
(4~20)mA/HART(四线制) 供电电源和电流信号分开,各自分别使用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。
RS485/Modbus 供电电源和Modbus信号线分开各自分别使用一根两芯屏蔽电缆线具体供电电压范围参见技术数据。
< 连接电缆的安装
电缆外径:5~9mm(M20×1.5)
3.5mm~8.7mm(½NPT)
接线一般采用两芯或四芯的电缆,由于电驱动装置、电源线或发射装置经常产生电磁干扰,因此传感器导线需要使用屏蔽的电缆。
(4~20)mA/HART(两线制) 供电电缆可使用普通两芯电缆。
(4~20)mA/HART(四线制) 供电电缆应使用带有用地线的电缆线。
RS485/Modbus 供电电缆应使用屏蔽电缆线。
电缆的屏蔽和接线 理想情况下,屏蔽线两端接地。但是需要注意的是:会有接地补偿电流通过传感器电缆屏蔽。两端接地的时候可以在接地一端(比如:开关柜内)连接一个带接地电位的电容。 (比如:1UF;1500V)。采用尽量低电阻的接地。(注:如果仪表用于防爆区域,由于电位输出,对不能采用两端接地)。
接线方式
< 指导
的电气连接工作在断电的条件下进行,请注意遵循仪表说明书上的指导!
请遵守当地电气安装规程的要求;
请遵守当地对人员健康和的规程要求。对仪表电气部件的操作都由经过培训的人员完成;
请检查仪表的铭牌以确保提供的产品规格符合您的要求。请确保所供电源电压与仪表铭牌上的要求一致。
< 防护等级
本仪表满足防护等级IP67的要求,请确保电缆密封头的防水性。如下图:
如何确保安装满足IP67的要求:
1.请确保密封头未受损
2.请确保电缆未受损
3.请确保所使用的电缆符合电气连接规范的要求
4.在进入电气接口前,将电缆向下弯曲,以确保水不会流入壳体,见①
5.请拧紧电缆密封头,见②
6.请将未使用的电气接口用盲堵堵紧,见③
仪表调试
< 调试方法
RBRD10 系列有三种调试方法:
1.显示/按键
2.上位机调试
3.HART手持编程器
< 显示/按键
通过显示屏幕上的4个按键对仪表进行调试。调试菜单的语言可选。调试后,一般就只用于显示,透过玻璃视窗可以清楚地读出测量值。
显示/按键
①液晶显示
②按键
< 上位机调试 通过HART与上位机相连
① RS232接口或USB接口
② RBRD1X
③ HART适配器
④ 250欧姆电阻
< HART手持编程器编程 RBRD1X可用于HART手持编程器编程
① HART手持编程器
② RBRD1X
③ 250欧姆电阻
■RBRD19 物位计选型
安装
< 安装前的准备
请注意以下事项,以确保仪表能正确安装:
请预留的安装空间。
请避免强烈震动的安装场合。
为确保、便利及地安装本仪表,请遵循以下安装指导!
< 安装指导
< 典型的错误安装:
不能安装在入料口的上方。同时注意:室外安装时应采取遮阳、防雨措施,以延长仪表的使用寿命
注:① 正确 ② 错误
仪表不能安装在拱形罐顶中间,除了产生间接回波,还会受到多次回波的影响。
多次回波可能比真正回波的信号幅度还大,因为顶部可以集中多个回波。所以不能安装在中心位置。
注:① 正确 ② 错误
当罐中有障碍物影响测量时,要加装反射板才能正常测量。
注:① 正确 ② 错误
导波管中测量
发射的微波波束所辐射区域内有障碍物,如:人梯、限位开关,加热设备、支架等会造成干扰,导致测量错误。若受影响需要加导波管进行测量。
接管高度要求:天线伸入到罐里至少10mm的距离
电气连接
< 供电电压
(4~20)mA/HHART(两线制) 供电电源和输出电流信号共用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。对于本安型须在供电电源与仪表之间加一个栅。
(4~20)mA/HART(四线制) 供电电源和电流信号分开,各自分别使用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。
RS485/Modbus 供电电源和Modbus信号线分开各自分别使用一根两芯屏蔽电缆线具体供电电压范围参见技术数据。
< 连接电缆的安装
一般介绍 电缆外径:5~9mm(M20×1.5)
3.5mm~8.7mm(½NPT)
接线一般采用两芯或四芯的电缆,由于电驱动装置、电源线或发射装置经常产生电磁干扰,因此传感器导线需要使用屏蔽的电缆。
(4~20)mA/HART(两线制) 供电电缆可使用普通两芯电缆。
(4~20)mA/HART(四线制) 供电电缆应使用带有用地线的电缆线。
RS485/Modbus 供电电缆应使用屏蔽电缆线。
电缆的屏蔽和接线 理想情况下,屏蔽线两端接地。但是需要注意的是:会有接地补偿电流通过传感器电缆屏蔽。两端接地的时候可以在接地一端(比如:开关柜内)连接一个带接地电位的电容。 (比如:1UF;1500V)。采用尽量低电阻的接地。(注:如果仪表用于防爆区域,由于电位输出,对不能采用两端接地)。
接线方式
< 指导
的电气连接工作在断电的条件下进行,请注意遵循仪表说明书上的指导!
请遵守当地电气安装规程的要求;
请遵守当地对人员健康和的规程要求。对仪表电气部件的操作都由经过培训的人员完成;
请检查仪表的铭牌以确保提供的产品规格符合您的要求。请确保所供电源电压与仪表铭牌上的要求一致。
< 防护等级
本仪表满足防护等级IP67的要求,请确保电缆密封头的防水性。如下图:
如何确保安装满足IP67的要求:
1.请确保密封头未受损
2.请确保电缆未受损
3.请确保所使用的电缆符合电气连接规范的要求
4.在进入电气接口前,将电缆向下弯曲,以确保水不会流入壳体,见①
5.请拧紧电缆密封头,见②
6.请将未使用的电气接口用盲堵堵紧,见③
仪表调试
< 调试方法
RBRD10 系列有三种调试方法:
1.显示/按键
2.上位机调试
3.HART手持编程器
< 显示/按键
通过显示屏幕上的4个按键对仪表进行调试。调试菜单的语言可选。调试后,一般就只用于显示,透过玻璃视窗可以清楚地读出测量值。
显示/按键
①液晶显示
②按键
③接线端子
< 上位机调试 通过HART与上位机相连
① RS232接口或USB接口
② RBRD1X
③ HART适配器
④ 250欧姆电阻
< HART手持编程器编程 RBRD1X可用于HART手持编程器编程
① HART手持编程器
② RBRD1X
③ 250欧姆电阻
LR560XCKJRD雷达料位计质量好的
(1)当测量液态物料时,传感器的轴线和介质表面保持垂直;当测量固态物料时,由于固体介质会有一个堆角,传感器要倾斜一定的角度。(2)尽量避免在发射角内有造成假反射的装置。要避免在距离天线近的1/3锥形发射区内有障碍装置(因为障碍装置越近,虚假反射信号越强)。若实在避免不了,建议用一个折射板将过强的虚假反射信号折射走。这样可以减小假回波的能量密度,使传感器较容易地将虚假信号滤出。(3)要避开进料...
导波雷达发出的高频微波脉冲沿着探测组件(钢缆或钢棒)传播,遇到被测介质,由于介电常数突变,引起反射,一部分脉冲能量被反射回来。发射脉冲与反射脉冲的时间间隔与被测介质的距离成正比。
由于采用了的微处理器和的 Echo Discovery 回波处理技术,导波雷达物位计可以适用于各种复杂工况及应用场合。如:高温、高压及小介电常数介质等;而采用脉冲工作方式,导波雷达物位计发射功率低,可安装于各种金属、非金属容器内,对人体及环境均无伤害。
本产品适用于非防爆场合,如需防爆产品需注明
在整个量程范围内确定缆或棒不要接触到内部障碍物,因此安装时应尽可能避开管内设施,
如:人梯、限位开关、加热设备、支架等。另外需注意缆或棒不得与加料料流相交。
安装仪表时还需注意:高料位不得进入测量盲区;仪表距离罐壁保持一定的距离;
仪表的安装尽可能使缆或棒的方向与被测介质的表面垂直。
导波雷达液位计主要由雷达变送器、过程密封件和导波杆三部分组成。表头内部安装雷达变送器,采用一次压铸成型的双室结构,带LCD显示,大多数情况下可以向任意方向旋转,便于现场观察。根据不同的环境条件选择相应表头材质,常规条件下可以选择聚氨酯涂层,沿海地区可以考虑316ss等耐腐蚀性不锈钢。导波杆共分为两 类五种,即硬杆类,包括同轴、单杆和双杆三种;软缆类,包括单缆和双缆两种。
导波雷达液位计配备不同的探头,以满足各种应用要求。硬杆类导波雷达液位计测量范围较小,制造商推荐可选范围一般在0~6m,而软缆类导波雷达液位计测量范围较大,制造商推荐可选范围通常在0~50m内,甚至可以达到80m,所以导波杆长度可根据测量要求,自由定制选择。
硬杆类中的单杆式探头能量传输效率较低,外界干扰敏感,是受物体接近程度影响较大的探头,应避免靠近干扰物安装,如设备内壁或容器内构件等。适合测量小量程的液体和粉末状或小颗粒固体料位。
同轴式探头能量集中在小口径的金属管内,能量传输效率高,不受液面湍动的影响,抗干扰能力强,安装空间要求低,可以近容器内金属构件安装或者与其他物位仪表装在同一旁通管内,且不会相互影响。其结构特点决定了其更适用于低黏度的清洁介质,介电常数液体或界位测量,而在挂料和结晶的应用场合容易产生测量误差,因此不适用高黏度的、易挂料、易结垢的场合的物位测量,如重油型加工处理装置中的原料罐、地下污油罐等。
软缆类中的单缆式探头底部配有重锤,主要用于测量大量程的液体和固体料位。硬杆类型中的双杆、软缆类型中的双缆与单杆、单缆相比,增加为平行双探头,导波雷达液位计能量集中在两个探头之间,测量能力,抗干扰、抗黏附能力高于单探头,灵敏度低于同轴探头。
一、智能高频雷达物位计原理
JDD90系列智能高频雷达物位计装有天线装置,是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达物位计。不论智能高频雷达物位计还是导波雷达物位计,都靠天线发射窄的微波脉冲,这个脉冲以光速在空间传播,遇到被测介质表面,其部分能量被反射回来,被同一天线接收。发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比。由于电磁波的传播速度高,发射脉冲与接受脉冲的时间间隔很小(纳秒量级)很难确认。JDD90系列智能高频雷达物位计采用一种的相关解决技术,可以准确识别发射脉冲与接收脉冲的时间间隔,从而进一步计算出天线到被测介质表面的距离。
二、智能高频雷达物位计特点
- 波束角小,发射频率大,能量集中,具有更强抗干扰能力,大大提高了测量精度和性;
- 天线尺寸小,便于安装和加装防尘罩等天线防护装置;
- 测量盲区更小,对于小罐测量也会取得良好的效果;
- 波长更短,对小颗粒物质的料位测量更适合。
雷达液位计在成品油的典型应用案例
雷达液位计在成品油行业,主要是针对原油库、汽油罐、柴油罐、天然气罐等容器内液体介质的测量。以下是慧博新锐雷达液位计在成品油的典型应用:
雷达液位计测量铝液的典型案例
实践是检验真理的唯一标准。无论是仪表,还是仪器,口头上说可以用在某种介质上,总没有那么信服。若可以展示真实的案例,也许大家才能真的相信。
众所周知雷达物位计应用广泛,几乎各行各业都有它的身影,那么今天继续给大家分享实际案例,结合案例,了解实际测量中都会遇到哪些问题又是如何解决的。
一、测量原理
导波雷达液位计是基于时间行程原理的测量仪表,雷达波以光速运行;运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。仪表测量参考点到物料表面的距离,探头发出高频脉冲并沿缆绳传播,当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接受,并将时间信号转化为物位信号。
二、产品特点
1.可以测量介电常数大于等于1.4的介质。
2.一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘附的介质。
3.对蒸汽和泡沫有很强的YZ能力,测量不受影响。
4.对于介电常数比较小的液体物料可以采用双探杆式测量方式,以保障准确良好的测量。
三、主要参数
四、产品类型
五、产品尺寸
六、选型说明